板帶冷軋機中運卷小車的結構對比分析

劉志鵬

(洛陽有色金屬加工設計研究院，河南 洛陽471039)

運卷小車是板帶冷軋機中必不可少的組成部分，它的結構形式有很多種，筆者在這里選出兩種比較典型的運卷小車，即導柱式運卷小車和導架式運卷小車，從可維護性、導向形式 、車體的結構強度、傳動形式四個方面進行對比，從而找出更合理的結構及適用場所。

1 導柱式和導架式運卷小車的結構組成

導柱式運卷小車主要由托座、球頭、液壓缸、導柱、車體、傳動電機和傳動軸等組成(如圖1所示)。

導架式運卷小車主要由托座、耳環、銷軸、液壓缸、導架、車體、傳動電機、傳動軸等組成(如圖2所示)。

圖2 導架式運卷小車結構組成

2 導柱式和導架式運卷小車的裝配維護便捷性對比

2.1 托座部分裝配維護便捷性對比

導柱式運卷小車的托座由球頭支撐，球頭與液壓缸相連。而導架式運卷小車的托座通過銷軸與耳環相連，耳環固定在液壓缸上。兩者托座結構的比較：首先，球頭及球座與銷軸和耳環相比加工難度較高；其次，球頭、球座的結構更復雜，裝配及維護相對困難。

2.2 傳動軸、傳動軸承座加工、裝配維護對比

導柱式結構傳動軸軸承座與車體為一體式結構，對于軸承孔的加工不方便，并且孔的同軸度不易保證，精度要求高。此外傳動軸在裝配時，需穿過車體。這種結構導致傳動軸的拆裝比較困難。

導架式運卷小車的傳動軸、車輪及軸承座整體裝配后由螺栓固定在車體下側，拆裝便捷。

2.3 液壓缸安裝維護便捷性對比

導柱式運卷小車的液壓缸直接由螺栓固定在車體中部，拆裝、維護方便簡潔。而導架式運卷小車的液壓缸為中部耳環式，位于車體和導架的內部，耳環固定在車架上。拆裝液壓缸需要將托座、導架一起拆出，相對較麻煩。

3 導柱式和導架式運卷小車導向形式對比

導柱式運卷小車的導向形式為：兩導柱在車體的導向套(導向套中裝有銅滑套)中滑動導向。導柱式結構的優點為：1)結構簡單；2)裝配便捷。但也存在如下缺點：1)結構強度稍弱；2)對導向套及導柱固定軸孔的加工精度要求較高，出現誤差后不益調整；3)導向套內的滑套更換略麻煩。

導架式運卷小車的導向形式為：導架置于車體內部，車體上裝有滑座和滑板，導架在滑板間滑動導向(如圖3所示)。導架式結構的優點為：1)導架為框架式結構，結構強度較好，托座升降平穩，特別是大卷徑、大質量帶卷更適用；2)滑板間的間隙可以通過滑座與車體間的墊片組調整，對導架的加工精度要求相對較低；3)滑板容易更換。但是其結構與導柱式相比率復雜。

圖3 導架導向結構圖

4 導柱式和導架式運卷車車體強度對比

建立三維模型，對兩種小車的車體強度進行力學分析。根據兩種車的結構及液壓缸的形式可知，導柱式運卷小車載荷作用在車體中部，導架式運卷小車載荷作用在車體兩側軸承座上。向車體加載20噸載荷，得出兩種車體的應力和位移分析圖(如圖4、圖5所示)。

通過圖4、圖5兩者之間的對比，可以看出導架式運卷小車的車體強度要明顯優于導柱式車體結構。

導架式運卷小車應力分析圖 導柱式運卷小車應力分析圖

導架式運卷小車位移分析圖 導柱式運卷小車位移分析圖

5 傳動形式對比

無論是導柱式還是導架式運卷小車，傳動形式都有兩種。一種為鏈輪、鏈條式，一種為傳動軸直聯式。鏈輪、鏈條式結構簡單，裝配方便；傳動軸直聯式對加工精度要求高，安裝難度大。但是從使用功能上看，傳動軸直聯式結構小車行走精度高，而鏈輪、鏈條式結構需要定期調整鏈條張緊程度。

6 結束語

本文對目前廣泛使用的兩種運卷小車從多個方面進行了對比，無論強度還是結構導架式小車相對更合理。但在實際設計選型中，還應根據各自的實際情況而定。

[1] 洛陽有色金屬加工設計研究院：板帶車間機械設備設計(下冊)[M],北京：冶金工業出版社，1983。